DB41∕T 2106-2021 地面电性源瞬变电磁法地球物理勘查技术规程

ICS07.060CCSD1241河南省地方标准DB41/T2106—2021地面电性源瞬变电磁法地球物理勘查技术规程2021-01-26发布2021-04-25实施河南省市场监督管理局发布DB41/T2106—2021I目次前言.................................................................................II1范围................................................................................12规范性引用文件......................................................................13术语和定义..........................................................................14总则................................................................................25技术设计............................................................................36仪器装备的使用及维护................................................................77野外数据采集........................................................................88资料处理与解释.....................................................................139报告编写与提交.....................................................................14附录A（资料性）设计书编写内容与要求..................................................16附录B（资料性）野外施工班报..........................................................18附录C（资料性）野外工作验收要求......................................................19附录D（资料性）成果报告编写内容与要求................................................21参考文献.............................................................................24DB41/T2106—2021II前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由河南省有色金属地质矿产局提出并归口。本文件起草单位：河南省有色金属地质矿产局第七地质大队、中国科学院地质与地球物理研究所。本文件主要起草人：丁云河、刘强、赵志成、吴家祥、王明明、刘文毅、马鹏远、薛国强、李京、李廷彬、张克川、李冰、卢希、余文丽、李新超、陈昊龙、曾强、王胜华、韩姗姗、马莉、张盛亚、郑超勇、杨薇、秦力。DB41/T2106—20211地面电性源瞬变电磁法地球物理勘查技术规程1范围本文件规定了地面电性源瞬变电磁法勘查工作的技术设计、仪器设备的使用及维护、野外数据采集、资料处理与解释、报告编写与提交的基本要求和技术规则。本文件适用于地质矿产勘查、水工环及地质灾害勘查的地面电性源瞬变电磁勘查工作。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T14499地球物理勘查技术符号GB/T18314全球定位系统（GPS）测量规范DZ/T0070—2016时间域激发极化法技术规程DZ/T0153物化探工程测量规范DZ/T0187地面磁性源瞬变电磁法技术规程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1地面电性源瞬变电磁法利用接地电极，通以脉冲电流而在地下产生一次脉冲电磁场，在断电间隙观测地下介质感应的瞬变二次电磁场,经数据处理和解释获得地下电性结构的一种时间域电磁探测方法。3.2赤道观测方式接收端位于发射源AB垂直方向上，并沿平行于AB方向的剖面，在一定范围内逐点移动测量的观测方式。当收发距r与发射源AB长度LAB的比值大于等于3（r/LAB≥3）时，称为电偶源装置；当收发距r与发射源AB长度LAB的比值小于3（r/LAB＜3）时，称为线源装置。3.3轴向观测方式接收端位于发射源AB的延长线方向上，在一定范围内沿剖面逐点移动测量的观测方式。3.4归一化感应电动势将接收线圈测量所得感应电动势进行归一化处理，常用归一化方式有：电流归一化，单位为mV/A；电流及接收线圈等效面积归一化，单位为mV/A•m2。DB41/T2106—202123.5归一化感应电场强度将接收电极MN测量的电压除以MN电极距得到电场强度，再进行电流归一化处理，单位为mV/A•m。4总则4.1应用条件4.1.1宜开展电性源瞬变电磁法工作的条件主要有：a)探测目标体与围岩有较明显的电阻率差异，能引起在地表可分辨的异常；b)人文干扰及自然噪声特征较为明显且强度不大，经仪器滤波叠加后能得到有效压制；c)工作区通行便利，在进行电场测量时，接地条件良好。4.1.2不宜开展电性源瞬变电磁法工作的条件主要有：a)探测目标体与围岩无明显电阻率差异，或者规模较小，或者埋深较大，现有仪器设备无法测量到可分辨异常。b)工作区接地条件较差，地形起伏切割严重；c)人文干扰及自然噪声强度较大，无法有效压制；d)地表水系较发育地区；e)测区浅表层存在较大规模的强磁性地质体。此类地区可视需求开展试验或研究。4.2工作装置及其工作方式4.2.1赤道装置可用线圈观测垂直方向磁场分量Hz，也可用接地不极化电极观测水平方向电场分量Ex，见图1。a)线源装置(r/LAB＜3)b)电偶源装置(r/LAB≥3)图1赤道装置示意图4.2.2轴向装置用接地不极化电极观测水平方向电场分量Ex，见图2。DB41/T2106—20213图2轴向装置示意图(r/LAB≤3)4.2.3观测范围赤道装置观测范围为供电电极AB连线赤道方向两侧120°张角扇形区域内，轴向装置观测范围为供电电极AB连线轴向两端60°张角扇形区域内，见图3。图3电性源瞬变电磁观测范围示意图5技术设计5.1资料收集根据任务要求，应收集以下资料：a)测区的人文、气象、交通等资料；b)测区的地形、水系、土壤、植被等资料；c)测区及邻区的地质、物化探、遥感及测绘等资料。5.2踏勘新区或地电条件不明的地区应组织现场踏勘，主要踏勘目的如下：a)核对已收集的地质、物化探及测绘等资料；b)了解可布工程的测区范围、测线方向和长度；c)了解工区地形、水系分布、通视和交通运输等工作条件；d)测试主要岩矿石的电阻率参数，初步了解探测目标体与围岩的电性参数的关系；e)了解地质和人文干扰因素的种类、强度及分布等情况。5.3方法可行性分析应从以下几方面对方法的可行性进行分析：DB41/T2106—20214a)分析探测目标体与围岩之间是否存在可分辨的电性差异，探测方法是否具备应用前提条件；b)利用滤波、叠加等降噪技术是否能使勘查成果满足设计精度要求；c)探测目标体埋深和预测规模大小是否在现行仪器有效探测范围内。5.4方法有效性分析应从以下几个方面对方法的有效性进行分析：a)依据邻区或其他条件类似地区的实际工作效果；b)依据正演运算或模拟试验结果；c)根据野外现场踏勘试验结果。5.5方法试验凡属下列情况之一者，应进行方法试验，以确定方法的可行性及有效性：a)地区或探测目标体电性特征不明确，未开展过电法类工作；b)人文干扰较严重，不能确定现有设备方法是否可以有效压制干扰；c)探测地质目标体与围岩之间的电性差异较小，或探测地质目标体的规模相对于其埋深较小，不能确定测出地质目标体异常响应的地区。试验剖面应选在地质情况比较清楚、具有典型地电特征的地段，并尽可能使其通过天然露头和探矿工程，使技术试验剖面具备代表性，且便于资料对比。5.6工作装置与工作参数选择5.6.1工作装置选择工作装置选择应考虑探测目标体的特性、地质环境和电磁噪声干扰程度等，要求如下：a)当探测目标体二维特征明显，埋深较大时，宜采用赤道观测方式的电偶源装置；b)当探测目标体三维特征复杂且埋深小于2000m时，宜采用赤道观测方式的线源装置；c)当符合b)款，工作区电磁强干扰主要来自空中且地下工业散流较弱时，宜采用轴向观测方式。5.6.2工作参数选择工作参数的选择应包括下列四个方面。a)发射电极距AB长度LAB与发射电流：发射电极距AB长度LAB和发射电流应根据发射装备的功率合理确定，以获得合理的发射磁矩，确保探测深度。对于近区观测，即线源装置和轴向装置：LAB应大于收发距r的1/3,且大于等于最大探测深度的0.79倍。对于远区观测，即电偶源装置：LAB应小于等于收发距r的1/3，且小于最大探测深度的0.79倍。b)最大探测深度估算：在实际工作中，估算探测深度，应考虑接收信号强度、仪器噪声水平、外部干扰噪音、地电参数等，定义探测深度为信号衰减至最小可分辨信号时的扩散深度，通常最小可分辨信号Nm取10-8V/m2～10-9V/m2。线源装置和轴向装置最大探测深度的计算见式（1）：𝑑𝑎=0.48√𝐼𝑟𝐿𝐴𝐵𝑁𝑚…………………………（1）式中：𝑑𝑎——线源装置和轴向装置的最大探测深度，单位为米（m）；𝐼——发射电流,单位为安（A）；𝑟——收发距，单位为米（m）；DB41/T2106—20215𝐿𝐴𝐵——发射电极距，单位为米（m）；𝑁𝑚——最小可分辨信号，单位为伏每平方米（V/m2）。电偶源装置最大探测深度的计算见式（2）：𝑑𝑏=0.28√𝐼𝑟𝐿𝐴𝐵𝑁𝑚…………………………（2）式中：𝑑𝑏——电偶源装置的最大探测深度，单位为米（m）；𝐼——发射电流,单位为安（A）；𝑟——收发距，单位为米（m）；𝐿𝐴𝐵——发射电极距，单位为米（m）；𝑁𝑚——最小可分辨信号，单位为伏每平方米（V/m2）。c)最晚可观测时间：各装置的最晚可观测时间的计算见式（3）、式（4）、式（5）。𝑡𝑎=𝜇π[(𝐼𝐿𝐴𝐵/𝑁𝑚)2144𝜌]1/3…………………………（3）𝑡𝑏=𝜇π𝜌[𝐼𝑟𝐿𝐴𝐵60𝑁𝑚]2/3…………………………（4）𝑡𝑐=𝜇𝑑22𝜌…………………………（5）式中：𝑡𝑎——轴向装置的最晚可观测时间，单位为秒（s）；𝑡𝑏——线源装置的最晚可观测时间，单位为秒（s）；𝑡𝑐——电偶源装置的最晚可观测时间，单位为秒（s）；𝜇——地层磁导率,单位为亨每米（H/m）；𝐼——发射电流,单位为安（A）；𝐿𝐴𝐵——发射电极距，单位为米（m）；𝑁𝑚——最小可分辨信号，单位为伏每平方米（V/m2）；𝜌——地层电阻率，单位为欧姆米（Ω•m）；𝑟——收发距，单位为米（m）；𝑑——最大探测深度，单位为米（m）。d)发射基频：发射基频应根据最晚可观测时间依据设备“频率时窗对应表格”适当选择。5.7测区与比例尺5.7.1确定测区范围时，应遵循下述要求：a)测区范围应包括整个被勘查对象可能赋存的地段，并应向外扩